多煤層開(kāi)采地表移動(dòng)規(guī)律與高壓供電鐵塔的保護(hù)技術(shù)研究
定 價(jià):35 元
- 作者:王孝義著
- 出版時(shí)間:2018/10/1
- ISBN:9787564641900
- 出 版 社:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TD325
- 頁(yè)碼:400頁(yè)
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法, 以大同焦煤礦采區(qū)范圍內(nèi)的鐵塔為研究對(duì)象, 對(duì)4#煤層開(kāi)采地表沉陷規(guī)律、開(kāi)采地表移動(dòng)實(shí)測(cè)規(guī)律、地表高壓供電鐵塔的損壞特征及開(kāi)采沉陷的關(guān)系、多煤層開(kāi)采地表移動(dòng)規(guī)律、多煤層開(kāi)采布局優(yōu)化保護(hù)鐵塔方案和多煤層充填開(kāi)采保護(hù)高壓供電鐵塔進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究, 并取得了一些創(chuàng)新性成果。
礦山開(kāi)采沉陷會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)的電力構(gòu)筑設(shè)施(如電塔、高壓線路等)的損壞,影響社會(huì)的供電通信等生活網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn),威脅社會(huì)安全并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失;因此,評(píng)價(jià)礦區(qū)內(nèi)輸電線路鐵塔的穩(wěn)定性和安全性、研究煤層采動(dòng)影響下輸電線路鐵塔的□形規(guī)律、確定煤層合理的開(kāi)采方式,顯得尤為重要。本書(shū)采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,以大同焦煤礦采區(qū)范圍內(nèi)的鐵塔為研究對(duì)象,對(duì)4#煤層開(kāi)采地表移動(dòng)實(shí)測(cè)規(guī)律、地表高壓供電鐵塔的損壞特征與開(kāi)采沉陷的關(guān)系、多煤層開(kāi)采地表移動(dòng)規(guī)律等進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究,取得了一些創(chuàng)新性成果。
為了揭示焦煤礦4#煤層8503工作面開(kāi)采地表移動(dòng)規(guī)律,預(yù)測(cè)4#煤層開(kāi)采造成的地表移動(dòng)□形對(duì)高壓供電鐵塔的影響,根據(jù)山區(qū)地表移動(dòng)與□形預(yù)計(jì)理論,結(jié)合焦煤礦4#煤層開(kāi)采技術(shù)條件,選取地表沉陷的5個(gè)參數(shù)作為衡量標(biāo)準(zhǔn),即地表□形的□□下沉值、水平□□位移值、地表□□傾斜值、地表□□曲率□形值和地表□□水平□形值,分別通過(guò)概率積分法和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)沿走向和傾向觀測(cè)線對(duì)上述5個(gè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比研究,并同時(shí)計(jì)算開(kāi)采影響邊界角,參照輸電線路安全性評(píng)價(jià)的相關(guān)規(guī)程,判斷4#煤開(kāi)采沉陷對(duì)高壓鐵塔影響程度及對(duì)鐵塔的安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
結(jié)合輸電線路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了煤層開(kāi)采的地表下沉、水平移動(dòng)及傾斜等因素對(duì)供電線路的運(yùn)行影響及重要性評(píng)價(jià),闡明了在供電線路與開(kāi)采方向分別在平行、垂直、斜交時(shí),考慮僅發(fā)生傾斜、水平移動(dòng)和垂直下沉的條件下,線路安全運(yùn)行的具體參數(shù)數(shù)值,給出了存在綜合(水平、垂直)位移時(shí),影響安全運(yùn)行的數(shù)學(xué)公式,探討了開(kāi)采地表沉陷與供電線路安全運(yùn)行及布置匹配的內(nèi)在關(guān)系,得出了按照焦煤礦目前的工作面布置及線路匹配關(guān)系,4#和5#煤采用綜放開(kāi)采可保證地面供電線路的安全運(yùn)行狀態(tài)的結(jié)論。
針對(duì)焦煤礦具體的地質(zhì)條件和開(kāi)采方式的選擇,對(duì)開(kāi)采4#、8#和9#煤層開(kāi)采后的地表移動(dòng)□形規(guī)律進(jìn)行了理論預(yù)測(cè),采用FLAC(3D)數(shù)值模擬軟件對(duì)4#、8#和9#煤層開(kāi)采后的地表移動(dòng)□形規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬預(yù)測(cè),對(duì)比兩種預(yù)測(cè)方式,提出了焦煤礦下部?jī)蓪用洪_(kāi)采的開(kāi)拓布□、采(盤(pán))區(qū)布置原則,確定了開(kāi)采布□的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),基于優(yōu)化布置的地面鐵塔保護(hù)效果預(yù)測(cè)。
根據(jù)焦煤礦地表高壓線路的位置和開(kāi)采地質(zhì)條件,提出了高壓線路斜穿過(guò)工作面布置、工作面平行于高壓線路布置、工作面垂直于高壓線路布置三種開(kāi)采布□方案。通過(guò)三種方案對(duì)比,進(jìn)行了高壓供電鐵塔安全性評(píng)價(jià),得出工作面垂直于高壓線路布置,高壓鐵塔位于與工作面中心線相對(duì)應(yīng)三條大巷中間大巷的上方,停采線50m時(shí),為最佳方案,并提出了保護(hù)高壓供電鐵塔的維修和預(yù)防措施。
為了有效控制大同焦煤礦采煤活動(dòng)對(duì)地表的高壓輸電鐵塔和輸電線路的影響,結(jié)合焦煤礦具體的地質(zhì)條件,提出了大同焦煤礦多煤層開(kāi)采控制地表沉陷的開(kāi)采方式,即先用全采全充法開(kāi)采4#煤層,再用條帶充填法開(kāi)采5#煤層。在探討經(jīng)濟(jì)成本、獲取的難易程度以及對(duì)充填材料性能影響的基礎(chǔ)上,分析了焦煤礦充填材料的原料組成和原料特點(diǎn)。為了獲得最佳的原料配比,確定三因素三水平的正交試驗(yàn),采用坍落度對(duì)充填料漿的工作性能進(jìn)行測(cè)試,對(duì)充填材料在3d、28d的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試,對(duì)每種配比的經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行計(jì)算分析,通過(guò)使用FLAC(3D)軟件對(duì)鐵塔的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行數(shù)值模擬的計(jì)算和評(píng)估,根據(jù)鐵塔的安全性規(guī)范主要計(jì)算鐵塔基座的不均勻沉降、輸電鐵塔的傾斜度以及高壓輸電鐵塔基座間距□化的具體數(shù)值,建議采用對(duì)4#煤層進(jìn)行全采全充的開(kāi)采方式,對(duì)5#煤層進(jìn)行條帶充填的開(kāi)采方式,試驗(yàn)組5滿足安全性要求,因此推薦的充填材料配比為水:骨料:水泥=28%:65.4%:6.5%;诒緯(shū)的研究成果對(duì)多煤層開(kāi)采條件下,對(duì)評(píng)價(jià)高壓輸電鐵塔穩(wěn)定性和提出鐵塔保護(hù)方案提供重要的理論參考和應(yīng)用指導(dǎo),具有廣泛的研究?jī)r(jià)值和深遠(yuǎn)的研究意義。
由于作者水平所限,不足之處在所難免,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
王孝義,男,漢族,1970年7月生,山西省大同市廣靈人,1995年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院采礦工程專業(yè),2016年獲太原理工大學(xué)博士學(xué)位,F(xiàn)為山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師,研究方向?yàn)榈V山壓力與巖層控制。主持山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(201701D22111244)、主要參與了國(guó)家自然科學(xué)□□項(xiàng)目(51404167)及十余項(xiàng)橫向科研項(xiàng)目。發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇,其中《極近距煤層礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)度的間距影響規(guī)律研究》發(fā)表于《采礦與安全工程學(xué)報(bào)》,已被EI收錄。